Белок, который спасает от мутаций: почему без него клетка теряет защиту
Что общего между гипотоническим стрессом, белком Treacle и редкой генетической болезнью? Как оказалось, всё это звенья одной молекулярной цепочки, охраняющей стабильность генома человека.
Когда вода становится угрозой
При гипотоническом стрессе внутрь клетки поступает лишняя вода, её объём увеличивается. Учёные из Института биологии гена РАН и МГУ решили выяснить, как это влияет на важнейший клеточный процесс — синтез белка. Именно его обеспечивают рибосомы — "фабрики" белка, в которых переплетаются работа матричной РНК, транспортной РНК и полипептидных цепей.
R-петли: маленькие сбои с большими последствиями
Исследования показали: при гипотоническом стрессе в участках рибосомных генов формируются аномальные гибриды РНК и ДНК — R-петли. Эти структуры опасны тем, что могут разрывать ДНК и провоцировать мутации. А это уже прямой путь к геномной нестабильности и развитию заболеваний, включая рак.
Сложный механизм самозащиты
Но клетка не сдаётся без боя. Команда исследователей обнаружила, что белок TopBP1 способен распознать R-петли и активировать фермент ATR. Тот, в свою очередь, подавляет транскрипцию — процесс считывания рибосомных генов, предотвращая накопление новых мутаций.
Однако вся эта защита невозможна без белка Treacle, который служит платформой для сборки TopBP1. Без него — весь механизм не запускается.
"Мы впервые описали, как при стрессе подавляется транскрипция рибосомных генов. Эти данные углубляют понимание роли Treacle и открывают путь к изучению синдрома Тричера Коллинза", — отметил Артём Величко, старший научный сотрудник лаборатории стабильности генома ИБГ РАН.
Болезнь из-за сбоя в Treacle
Синдром Тричера Коллинза — редкое заболевание, встречающееся у одного из 50 тысяч новорождённых. Его причина — мутации в Treacle, вызывающие деформации лица и черепа. Новое понимание роли этого белка может приблизить медицину к лечению таких состояний.
Эволюционное открытие
К слову, в начале года датские учёные установили: у человека скорость мутаций ниже, чем у приматов. Это открытие помогает точно рассчитать, когда жил общий предок человека и шимпанзе — ещё один шаг к разгадке истории нашей эволюции.
Уточнения
Мута́ция (лат. mutatio "изменение") — стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генома.